激光核聚變與高功率激光發(fā)展

在知識的海洋中,每一場講座都是一座閃耀著獨特光芒的燈塔,每一位嘉賓都是一顆啟發(fā)奇思妙想的閃亮明星。學(xué)海無涯,燈塔始終引領(lǐng);星光熠熠,時間不會隱沒,2025年7月9日下午,南京大學(xué)現(xiàn)代工學(xué)光電論壇,暨晶萃光學(xué)JCOPTIX“追光計劃”系列活動——“追光者”講壇,特別邀請河北工業(yè)大學(xué)物理學(xué)院呂志偉教授,為大家?guī)硪粓鲇嘘P(guān)激光核聚變與高功率激光發(fā)展的精彩分享。
呂志偉,河北工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)委員會主任、原副校長,"長江學(xué)者"特聘教授,中國光學(xué)學(xué)會激光專業(yè)委員會副主任,中國電子學(xué)會工業(yè)工程分會副主任,國防科技創(chuàng)新團(tuán)隊帶頭人、教育部創(chuàng)新團(tuán)隊帶頭人。中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會學(xué)術(shù)委員會委員,中國工程教育電子信息與電氣工程類專業(yè)認(rèn)證委員會副主任、學(xué)術(shù)委員會主任。曾任哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、可調(diào)諧激光技術(shù)國家級重點實驗室主任、教育部高等學(xué)校電子信息類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會主任。主要從事高功率激光、非線性光學(xué)和靶場光電控制技術(shù)領(lǐng)域的研究與教學(xué)工作。主持完成國家重大專項項目、國家重大科技工程項目、國家863高技術(shù)項目、國家自然科學(xué)基金重點項目和重大儀器專項項目、科技部國際合作重點項目等科研項目50余項。獲得軍隊科技進(jìn)步一等獎2項,黑龍江省自然科學(xué)獎一等獎1項,河北省技術(shù)發(fā)明二等獎1項,航天工業(yè)總公司科技進(jìn)步二等獎1項,光學(xué)工程學(xué)會自然科學(xué)二等獎1項,教育部科技進(jìn)步三等獎1項。
本次報告由南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院李濤院長致辭開場,先后介紹了學(xué)院發(fā)展歷史、現(xiàn)代工學(xué)光電論壇的組織背景、發(fā)展歷程和學(xué)院光學(xué)專業(yè)的優(yōu)勢,從學(xué)科交叉前沿發(fā)展引入?yún)沃緜ソ淌诘难芯糠较?,展望追光論壇的發(fā)展與高功率光學(xué)尤其是激光可控核聚變技術(shù)的重要價值及廣闊應(yīng)用前景。本場報告姜校順教授主持,為大家詳細(xì)介紹了呂教授的科研履歷、工作成果和高功率激光行業(yè)與人們生活的緊密聯(lián)系。晶萃光學(xué)JCOPTIX為答謝呂教授的出席和精彩分享,特別制作紀(jì)念品,由南京大學(xué)現(xiàn)工院李濤院長為呂教授頒發(fā)。隨著呂志偉教授登臺,一場關(guān)于就光核聚變與高功率激光發(fā)展的精彩分享正式開啟。
隨著社會的不斷發(fā)展,人類對能源的需求急劇上升,能源極速消耗和污染已成為國際重要問題,如何開發(fā)更清潔和更高效的能源是科學(xué)家們尤為關(guān)注的全新課題,已有傳統(tǒng)能源和太陽能、水能、風(fēng)能等取能方式并不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的對清潔高效能源的需求。激光核聚變和核裂變技術(shù)是一種利用元素化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生高密度能量的全新能量獲取技術(shù),廣泛應(yīng)用于科學(xué)、能源、武器等領(lǐng)域。呂教授由美國國家激光點火裝置引入,介紹了激光核聚變技術(shù)的完成裝置、聚變過程,圖文并茂、視聽結(jié)合,為觀眾展示了模擬太陽核聚變的全部過程:激光放大、濾波、倍頻到最終點火實現(xiàn)ns級聚變,并由此介紹了中國在激光點火裝置方面取得的不斷取得的重大突破和技術(shù)進(jìn)步,展示了中國在21世紀(jì)后,高功率激光點火技術(shù)在國防、科技等領(lǐng)域獲得的多項成就,同時提出了目前仍亟待解決的攻堅難題,呼吁在場學(xué)者與觀眾共同努力,為國防安全事業(yè)和清潔能源事業(yè)持續(xù)奮斗。
核裂變和核聚變是獲取核能的兩種方式,核裂變產(chǎn)生較多核污染,而核聚變將產(chǎn)生多倍能量,本次報告介紹了激光慣性約束聚變的相關(guān)研究內(nèi)容和取得成果,按照lawson判據(jù),受控核聚變的基本途徑包括磁約束和慣性約束,回顧了中國科學(xué)院資深院士王淦昌教授提出的開創(chuàng)性工作:獨立地提出用激光照射氘氚產(chǎn)生中子,為高功力激光發(fā)展奠定基礎(chǔ)。從慣性約束聚變(ICF)的完成過程和驅(qū)動器的極高要求綜述了內(nèi)外高功率激光裝置的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀,尤其突出了激光核聚變技術(shù)取得突破性歷史時刻:2022年12月5日美國國家點火裝置(NIF)點火實驗獲得了3.15MJ的聚變能量輸出(輸入激光總能量為2.05MJ),宣告聚變點火成功實現(xiàn),為全世界提供無限清潔能源提供技術(shù)一句,以此展望了ICF技術(shù)在日常生活、軍事應(yīng)用中的廣泛應(yīng)用前景和巨大潛力,并設(shè)想了未來聚變發(fā)電站IFE裝置。
本場精彩報告引起了觀眾的濃厚興趣,交流環(huán)節(jié)觀眾們與呂教授展開了熱烈的討論,從理論推導(dǎo)、模型設(shè)計到工程實踐、應(yīng)用創(chuàng)新,呂志偉教授深入淺出的解答了眾學(xué)者們對中國高能激光點火裝置的工程細(xì)節(jié)問題,尤其提出光的流體模型這一新穎表述引發(fā)了在場學(xué)者的熱烈討論,其豐富的專業(yè)知識和行業(yè)經(jīng)驗及精彩的講解深受觀眾們喜愛,共同討論了激光核聚變未來的研究發(fā)展方向,為高能激光行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展提供了啟發(fā)思路和方向,也為清潔能源獲取方式這一國際難題提供新視角。
作為南京大學(xué)校友企業(yè),同時也是本論壇的協(xié)辦單位,晶萃光學(xué)JCOPTIX自2023年底啟動了“追光計劃”系列活動,旨在打造一個促進(jìn)學(xué)術(shù)與技術(shù)交流、推動學(xué)科建設(shè)、培養(yǎng)光電領(lǐng)域人才的優(yōu)質(zhì)平臺。該計劃除了“追光者”講壇之外,還包含論文激勵方案和追光智匯等一系列活動,鼓勵追光者們在光電領(lǐng)域不懈探索與創(chuàng)新。
晶萃光學(xué)JCOPTIX誠摯地向所有新老朋友發(fā)出邀請,無論您是光電領(lǐng)域的資深專家,還是懷揣夢想、初出茅廬的青年學(xué)者,我們都渴望聽到您最新的研究成果分享,也期待與您共同探討科研道路上的心得體會。讓我們攜手并進(jìn),在光電的浩瀚星空中,共同追尋那束最耀眼的光芒!